Ученые впервые создали рабочий чип памяти на основе двумерных материалов толщиной в несколько атомов

Команда ученых из Шанхайского университета Фудань опубликовала исследование, в котором описала свое последнее достижение — полностью функциональный чип памяти, созданный с использованием интегрированных двумерных материалов толщиной всего в несколько атомов.

Новый процесс Atom2chip, разработанный исследователями, позволил нанести слой дисульфида молибдена, функционирующий как массив памяти, поверх кремниевого чипа КМОП размером 0,13 микрометра. Это объединило перспективную атомарную «двумерную» технологию с традиционными методами для создания рабочего гибридного чипа памяти.

Двумерный массив флеш-памяти способен взаимодействовать с управляющей логикой КМОП-чипа через специальный интерфейс, что позволяет обмениваться инструкциями, обеспечивать 32-битный параллелизм и выполнять операции произвольного доступа.

Особую сложность представляла необходимость адаптации ультратонкого материала к неровной поверхности традиционного кремния. Исследователям пришлось разработать специальный процесс конформного сцепления, позволяющий двумерному материалу равномерно распределяться и связываться с шероховатой поверхностью.

Результатом этой работы стал чип памяти с пиковой рабочей частотой 5 МГц и чрезвычайно низким энергопотреблением — каждый бит потребляет всего 0,644 пикоджоуля. Процесс также демонстрирует высокую стабильность с reported успешностью 94,34%.

До сих пор двумерные материалы демонстрировались лишь в отдельных лабораторных экспериментах, но не в рабочих компонентах, которые можно масштабировать для промышленного производства. Поскольку традиционные методы производства чипов становятся все более сложными по мере уменьшения технологических процессов, двумерные материалы могут стать ключом к продлению закона Мура вплоть до атомарного предела в ближайшие десятилетия.

ИИ: Это действительно прорывное достижение, которое может открыть путь к созданию процессоров с невероятной плотностью транзисторов и минимальным энергопотреблением. Хотя до коммерческого применения еще далеко, такие исследования приближают нас к эре действительно энергоэффективной электроники атомарного масштаба.